汽车人机工程研发的基石——中外人体差异性研究&中国人体2D模板构建

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由中国汽车技术研究中心有限公司数据资源中心牵头的“中国汽车人机工程数据库建设课题组”（以下简称“课题组”）于2019年4月11日在天津正式成立，课题组2019年的研究计划也随之确定：中国与国外人体差异性研究和中国人体2D模板构建。

1、中国与国外人体差异性研究

中国人体与外国人体（包括欧美、日韩等）尺寸的差异性是目前全行业关注的重点，但暂时并无公开的数据及差异性对比的研究成果。课题组将从不同国家人体基本尺寸差异、不同国家车辆人机参数设定差异、不同国家车辆销售差异、不同国家生活习惯差异等四方面着手开展研究，编写《中外人体尺寸差异性研究白皮书》，客观系统地说明中国与国外人体差异。
课题组目前基于人机数据库对人体3种姿态下的样本参数（包括坐高、肩高、坐姿臀腘距等）进行了处理及分析 ，得到了数据的统计特性。同时课题组搜集了国外的人体数据，并进行了相关的对比分析，详细报告将与课题组成员分享。

中外人体身高尺寸数据对比

2、中国人体2D模板构建

二维人体模板作为人-机-环境设计非常重要的分析工具，在整车布置阶段发挥重要作用。德国和日本等汽车强国均开发了基于本国人体的模板，并与SAE模板相结合在研发中使用。中国在1993年颁布标准《GB/T 14779-1993 坐姿人体模板功能设计要求》，但至今没有更新，并且该模板为通用模板，没有权威机构开发适用于车辆研发的人体2D模板，目前国内整车布置仍然直接使用SAE模板。

课题组将使用最新的中国人体形态数据、人体关节数据等数据，在SAE模板的基础上进行中国人体2D模板的构建工作，编写《中国人体2D乘坐模板规范》，并将基础数据封装进行二次开发，为课题组成员提供相关交付物。

人体2D模板构建技术路线图
（1）座椅适宜线
座椅适意位置线是确定R点的重要数据之一，SAE将其描述成H30的函数，其中，95百分位座椅适宜线计算公式如下：

课题组利用已采集的中国人车结合数据对该方程进行了修正，得到中国人体95百分位座椅适宜线计算公式如下：

（注：此公式为初步分析计算结果，尚未进行修正和验证，不具备实用性）

初定中国座椅适意线与SAE适意线比较
可以看出，中国人体与美国人体数据得到的座椅适宜线差异较大，也客观说明中国人体乘坐姿态与SAE的差异，直接按SAE设计会影响消费者乘坐舒适性。
（2）人体形态数据
按照SAE规范蓝本，人体可分为脚部、小腿、大腿、小臂（小臂+手）、大臂、躯干、头部共计7个部分，以小腿为例，需获取如图所示形态数据。

小腿形态数据示意图
（3）关节中心点数据
鉴于人体关节的复杂性和多样性，在模板设计中一般都把关节复杂的转动过程简化成固定轴几何学转动过程，关节中心点的确定有3种方法：
①根据已有标准人体尺寸比例进行推算；②通过扫描人体点云计算；③通过动态捕捉数据计算。

方法②肩关节点获取示例
（4）人体关节舒适角度
本次模板的关节舒适角度按照《GB/T 14779-1993 坐姿人体模板功能设计要求》 中给出的定义执行，未来将搭建台架采集人体特征点数据，推算人体关节舒适角度。
课题组未来将继续更新人机工程研究的最新进展，也欢迎业界有识之士加入人机课题组，共同推进中国汽车人机数据库建设，欢迎来电垂询！

联系人：鞠伟男
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